DE2721217A1

DE2721217A1 - Wasserhahnarmatur mit beruehrungsloser steuerung des absperrmechanismus

Info

Publication number: DE2721217A1
Application number: DE19772721217
Authority: DE
Inventors: Valentin Dipl Phys Magori
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-05-11
Filing date: 1977-05-11
Publication date: 1978-11-16
Also published as: FR2390653B1; CH629558A5; FR2390653A1; DE2721217B2; BE866963A; DE2721217C3; US4156105A; NL7805030A

Description

SIEMENS AKTIEIIGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und Hünchen VPA 77 P 7 (M 7 BRD

Wasserhahnarmatur mit berührungsloser Steuerung des Absperrmechanismus.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserhahnarmatur, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.

Bekannt sind V/asserhahnarma türen, die berührungslos in ihrer Betriebsweise gesteuert werden, d.h. geöffnet und wieder geschlossen werden. Die berührungslose Steuerung erfolgt über Lichtsignal- oder Ultraschall-Signalgabe, wobei ein Lichtstrahl oder ein Ultraschall-Strahl unterbrochen oder reflektiert wird. Der zugehörige Absperrmechanismus ist im Regelfall ein elektromagnetisches Ventil.

Es ist eine Aufgabe der vor!Legenden Erfindung, eine Wasserhahnarmatur der im Oberbegriff des Patentanspruches I allgemein angegebenen Art derart zu verbessern, daß der Detektionsort nicht nur in unmittelbarer Mähe, sondern praktisch im Wasserstrahl liegt, jedoch keine Störungen des Betriebes der Wasserhahnarmatur durch das aus Laufende Wasser auftreten, und zwar ohne daß deshalb eine komplizierte Schaltung erforderlich wird. Darüber hinaus soll diese neue Wasserhahnarmatur in einfacher Weise fehlerfrei montierbar sein und zudem ein gefälliges Aussehen haben.

Diese vorgenannte Aufgabe und deren *Teilaspekte werden bei einer wie im überbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen 25

Bts 1 BIa / 6.5.1977

B09B/, 6/0338

- * - 77 P 70 47 BRD

Wasserhahnarmatur erfindungsgemäß gelöst, wie dies im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben ist. Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Bei bekannten Wasserhahnarmaturen mit berührungsloser Steuerung ist es üblich, den Detektionsort — d.h. den Ort, an dem sich das Objekt befinden muß, damit die Detektionseinrichtung der Wasserhahnarmatur anspricht — außerhalb des Wasserstrahles zu legen. Damit wird erreicht, daß ein Ansprechen auf das Vorhandensein des Wasserstrahles selbst ausbleibt. Anderenfalls würde nämlich eine solche Armatur sich nicht mehr selbst ausschalten. Um den Detektionsort in den Wasserstrahl legen zu können, ohne daß der voranstehend erwähnte Nachteil eintritt, hat man die elektronische Schaltung so ausgebaut, daß sie zwisehen einem Objekt, auf das die Wasserhahnarmatur ansprechen soll, vom Wasserstrahl selbst unterscheidet.

Für die Detektion sind an sich bekannte Doppler-Radar-Systerne mit Ultraschall verwendet worden, die\nur auf Bewegung eines Objekts ansprechen. Eine derartige Ultraschall-Bewegungs-Detektionseinrichtung ist z.B. aus der älteren Anmeldung P 26 13 und P 26 56 399 bekannt, die in diesen Anmeldungen für den speziellen Fall einer Einbruchssicherung beschrieben worden ist.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist, daß die Ultraschall-Sendestrahlung in einem Winkel zur Auslaufrichtung des V/θsserstrahles derart schräg auf diesen gerichtet ausgesandt wird, gesandt wird, daß am Wasserstrahl selbst reflektierte Ultraschall-Strahlung in beliebige Richtungen, jedoch nicht auf den als Empfänger vorgesehenen Ultraschall-Empfangswandler reflektiert bzw. gestreut wird. Dadurch, daß die Sende-Ultraschall-Strahlung in den Wasserstrahl selbst gerichtet ist, ist es möglich, diese Wasserhahnarmatur auch dazu zu verwenden, um einen relativ kleinen Gegenstand, etwa ein Messer oder eine Gabel, abspülen zu können, ohne mit der Hand in den Detektionsbereich, Insbesondere in den Wasserstrahl, kommen zu müssen.

809846/0338

- * 7 77 P 7 0^7 BRD

Selbst dann, wenn die Strahlungskeule des Ultraschall-Sendestrahles (wie bekannt) so gerichtet ist, daß sie" dicht am Wasserstrahl vorbei oder entlang verläuft, gelangt ein nur kleiner Gegenstand, der z.B. wenigstens nicht wesentlich breiter als der Wasserstrahl selbst ist, nicht notwendigerweise in den Detektionsbereich. Man muß nämlich berücksichtigen, daß es auch Linkshänder gibt. Ein ähnliches Problem kann sich auch ergeben, wenn der Benutzer der Wasserhahnarmatur nur eine seiner Hände abwaschen will, und zwar insbesondere dann, wenn sich der Detektionsbereich rechts oder links vom Wasserstrahl befindet.

Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels hervor.

Mit 1 ist die gesamte Wasserhahnannatür bezeichnet, die auf einen in der ausschnittsweise dargestellten Wand 2 befindlichen Wasserrohrstutzen 3 aufgeschraubt ist. Die Bohrung 11 verläuft durch die Armatur 1 hindurch. Das elektromagnetische Absperrventil ist in der Figur nicht dargestellt. Im Regelfall ist ein solches Absperrventil in die Rohrleitung 3 an passender Stelle in der Wand bzw. in einer Ausnehmung derselben eingebaut.

Mit 12 ist der Bereich der Wasserhahnarmatur bezeichnet, der in dieser Erfindungsbeschreibung mit "Anschlußteil" benannt ist. Die Wasserauslauföffnung ist mit 13 und der (im Betrieb) auslaufende Wasserstrahl ist mit 14 bezeichnet.

Der oben erwähnte Ansatz ist mit 21 bezeichnet und in der Darstellung der Figur in ganz allgemeiner Weise wiedergegeben. Dieser Ansatz kann auch andere Gestalt haben, z.B. die eines von der Wasserhahnarmatur 1 abgehenden, schräg gerichteten Rohransatzes. Wichtig ist, daß dieser Ansatz einen solchen Innenraum 22 hat und eine solche Öffnung 23 aufweist, die es ermöglichen, daß in diesen Innenraum 22 ein Ultraschall-Wandler

809846/03 3 3

" * £ 77 P 7 O *\ 7 BRD

eingebaut werden kann, dessen Abstrahlfläche schräg auf den auslaufenden Wasserstrahl 14 gerichtet sein kann. In der Darstellung der Figur ist dieser Ultraschall-Wandler mit 31 und seine Abstrahloberfläche mit 32 bezeichnet.

Der Wandler 31 kann auch in einem Zusatzteil angebracht sein, das z.B. zusammen mit dem Anschlußteil der Armatur 1 montiert wird.

Einzelheiten einer Schaltung für den Betrieb eines einzigen Wandlers zum Senden und Empfangen sind in der parallelen Patentanmeldung P (VPA 77 P 7046 ) beschrieben. In der vorliegenden Erfindungsbeschreibung kann deshalb auf eine Wiedergabe von Einzelheiten einer derartigen Schaltung verzichtet werden.

Für die vorliegende Erfindung interessieren noch Angaben für den einzubauenden Ultraschall-WandLer 31. Dieser besteht aus einem Piezokeramikmaterial, wie z.B. Bleizirkonat-Titunut.

Im Regelfall hat er die Form einer kreisrunden Scheibe, Jn der jedoch noch weitere Teile angebracht sein können. Einzelheiten für einen derartigen Ultraschall-Wandler können der Patentanmeldung P 23 46 722.3(VPA 75 P 7150) entnommen werden. Für die erfindungsgemäße Wasserhahnarmatur besonders interessierende Abmessungen eines zu verwendenden Ultraschall-Wandlers 31 betragen beispielsweise 18 mm Durchmesser und 9 mm Dicke als Gesaratmaße desselben.

Mit den Linien 41 und 42 ist die Ultraschall-Strahlungskeule, die scharf gebündelt ist und einen Öffnungswinkel -* hat, schematisch kenntlich gemacht. Das Objekt selbst ist nicht dargestellt und befindet sich bei Reflexion eines Anteils (Linie 42) im Detektionsbereich 43, der durch einen gestrichelt dargestellten Kreis schema tisch kenntlich gemacht ist. Mit 44, 144 und 244 sind Anteile der Ultraschall-SendestrahLung 4I angedeutet, die am auslaufenden Wasserstrahl reflektierte Anteile der Ultraschall-Sendestrahlung

809846/0338

- * - 77 P 7 (H 7 BRD

(ο

41 darstellen. Wie aus der Darstellung der Figur ersichtlich, gelangen diese Anteile 44, 144 und 244 nicht auf den Ultraschall-Wandler 41 zurück und werden dementsprechend nicht als ein solches Objekt detektiert, auf das die Wasserhahnarmatur, genauer ihr Ultraschall-Bewegungsdetektor, anspricht, zu dem der in dem Raum 22 des Ansatzes 21 eingebaute Ultraschall-W_andler 31 gehört. Mit 33 ist eine Bohrung bezeichnet, die dazu dient, ein mit 34 schematisch angedeutetes Zuleitungskabel aufzunehmen, das den Ultraschall-Wandler 31 mit der zugehörigen elektronischen Schaltung 35 verbindet, die als Kästchen dargestellt ist und die sich z.B. in einem Hohlraum 5 befindet, der hinter der Kachelwand vorgesehen ist.

Eine wie erfindungsgemäße, in der Figur dargestellte Wasserhahnarmatur 1 läßt sich in sehr einfacher Weise problemlos montieren. Sie hat ein äußerst gefälliges Aussehen, und zwar insbesondere auch deshalb, weil die für die Detektionseinrichtung, insbesondere für den Ultraschall-Wandler, vorgesehenen Einrichtungen für das Auge des Benutzers relativ verdeckt angeordnet sind. Diese verdeckte Anordnung ließ sich bei der Erfindung vorteilhafterweise mit dem Gedanken gut kombinieren, die Au:3sendung der Ultraschall-Strahlung zum auslaufenden Wasserstrnhl schräg gerichtet vorzunehmen.

Eine wie erfindungsgemäße Wasserhahnarmatur kann — etwa im Gegensatz zu einer solchen, bei der die Ultraschall-Einrichtung in der Kachelwand selbst befestigt ist — auch bei einem Schwenkhahn vorgesehen sein, weil die in der eigentlichen Armatur angebrachte Ultraschall-Einrichtung aitgeschwenkt wird.

5 Patentansprüche
1 Figur

809iU 6/0019

Claims

" * " 77 P 70 4 7 BRD

Patentansprüche

ί1.)Wasserhahnarmatur mit einer Wasserauslauföffnung und einem Anschlußteil zum Anschließen der Armatur an die Wasserleitung, wobei zu dieser Armatur ein elektromechanischer Absperrmechanismus gehört, der von einem Ultraschall-Bewegungsdetektor mit einem Ultraschall-Sendewandler und einem Ultraschall-Empfangswandler gesteuert ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Sendewandler (31) auch als Empfangswandler vorgesehen ist, daß der Wandler (31) mit seiner Sende- und Empfangs-Strahlungskeule (41, 42) in einem Winkel ß zum auslaufenden Wasserstrahl (I4)derart schräg nach unten und durch den Wasserstrahl (14, 43) hindurchgerichtet ist, daß für eine scharfgerichtete Strahlungskeule (41, 42) mit dem Öffnungswinkel o( gilt:

ß kleiner als 90° - Sf .
2. Wasserhahnarmatur nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Wandler (31) in einem Zusatzteil angebracht ist.
3. Wasserhahnarmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Armatur (1) zwischen dem Anschlußteil (12) und der Wasserauslauföffnung (13) einen nach unten und mit seiner Öffnung (23) schräg zum Auslaufwasserstrahl (14) gerichteten Ansatz (21) hat, in dem sich eine Ausnehmung (22) zur Aufnahme des Ultraschall-Wandlers (31) befindet.
4. Wasserhahnarmatur nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß sie eine Bohrung (33) zur Aufnahme eines Verbindungskabels (34) hat.
5. Wasserhahnarmatur nach einem der Ansprüche 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Armatur (1) schwenkbar ausgebildet ist.

809846/0338